Hoofdstuk 1: Cellen en
organellen
Inleiding
Celgrootte
Inleiding
De aarde is ongeveer −4, 6 ∗ 109 jaar geleden ontstaan, 600 miljoen later
ontstond de eerste vorm van leven. De oercel. Voor de oercel waren er wel al
informatiedragers, in de vorm van RNA, en enzymes maar men spreekt op dit
moment nog niet van een levend organisme.
De oercel is het eerste levende
organisme, deze oercel is verder
geëvolueerd tot de drie
levensdomein: Bacteria, Eukarye en
Archaea. Bacteria komen
rechtstreeks voort van de oercel,
Eukarya en Archaea hebben een
gemeenschappelijk voorouder die
niet gerelateerd is met de Bacteria.
We weten dat deze levensdomeinen als gemeenschappelijk voorouder een
oercel hebben gehad omdat er gelijkenissen zijn, er zijn echter ook verschillen
in morfologie, structuur en functionaliteit die ze onderscheiden van elkaar.
Hoofdstuk 1: Cellen en organellen 1
, Er is maar één manier om zekerheid te onderscheiden van welk levensdomein
een organisme deel uit maakt, door te kijken naar de grootte van ribosomen,
het aantal eiwitten en RNAs.
Celgrootte
Een eukaryote cel is tussen de 10µm en 100µm groot. Hoewel er
uitzonderingen, zoals sommige zenuwcellen, op deze regel bestaan vallen de
meeste cellen binnen deze afmetingen. Dit is met goede rede. Wanneer een cel
groeit wordt het volume exponentieel sneller groot dan het oppervlak. Omdat
het oppervlak, via transportsystemen, de organellen in de cel voorziet van
nutriënten wordt het steeds moeilijker hoe groter de cel wordt. Een te kleine is
snel is onnodig onefficiënt.
Een cel is geen cirkel, door uitstulpingen zoals microvilli kan de cel zijn
oppervlakte vergoten en dus een groter volume van nutriënten voorzien. Dit
zien we bijvoorbeeld in darmepitheel.
Hoofdstuk 1: Cellen en organellen 2
, Hoofdstuk 2: Fluid Mosaic
Model en membraaneiwitten
Functies van membranen
Fluid Mosaic Model
Chemische basis
Opmaak van de lipidendubbellaag
Fluoresence Recovery After Photobleaching
Atomic Force Microscopie
Membraaneiwitten
Structuur van een transmembraaneiwit
Membraaneiwitten met een vetanker
Suikers in de membraan
Glycocalix
Glycoforine
Functies van membranen
De membranen van cellen en celorganellen dragen verschillende functies:
1. Permeabiliteits barrière: Membranen hebben afhankelijk van de opbouw
een bepaalde permeabiliteit, niet zomaar elk molecule kan erdoorheen
diffunderen. Een lipiden dubbellaag is niet doorlaatbaar voor hydrofiele of
grote moleculen. Het is wel doorlaatbaar voor apolaire stoffen. Dit omdat de
binnenkant van de dubbellaag hydrofoob is, het stoot polaire stoffen af.
a. Dit betekent niet dat polaire stoffen onmogelijk doorheen de
celmembraan kunnen geraken, er zijn eiwitten die dit transport
faciliteren.
2. Organiseren en lokaliseren van functies: Doordat celorganellen elk hun
eigen membraan hebben met een specifieke opmaak die verschilt in
eiwit/lipide ratio kunnen ze hun eigen specifieke functies uitoefenen. Zo is
het ER gespecialiseerd in de synthese van fosfolipiden en het Golgi
apparaat goed in het synthetiseren van sfingolipiden.
3. Transport: Grote, polairen hydrofiele moleculen worden afgestoten door het
hydrofobe karakter van de binnenkant van de lipidendubbellaag. Toch zijn
deze stoffen, zoals glucose, Na+, K+, …, nodig om te overleven. Transport
Hoofdstuk 2: Fluid Mosaic Model en membraaneiwitten 1
, van deze stoffen doorheen de celmembraan is mogelijk via transporters. Zo
kunnen deze stoffen passief, danwel actief, toch in- en uit de cel bewegen.
4. Signaaldetectie: De cel heeft ook eiwitten in de vorm van
membraanreceptoren die signaalmoleculen zoals hormonen kunnen binden.
Zo kunnen, ook niet naburige cellen, met elkaar communiceren. Het signaal
bindt aan de buitenzijde aan de membraanreceptor en intern wordt een
signaaltransductiecascade op gang gezet die een effect zal uitlokken in de
cel. Het resultaat is een cellulaire respons.
5. Cel-Cel interacties: Naburige cellen kunnen ook met elkaar communiceren
door verbinding tussen het cytoskelet te vormen. Cellen die goed
gecoördineerd samen moeten werken, zoals bijvoorbeeld de
hartspiercellen, maken hier gebruik van.
Fluid Mosaic Model
De lipidendubbellaag die een cel omgeeft bestaat uit amfipatische fosfolipiden.
De vorming van deze membraan gebeurt spontaan door hydrofobe interacties.
De hydrofobe barrière die gevormd wordt door de fosfolipide-staartjes houden
grote & polaire moleculen tegen. In de lipidendubbellaag zijn membraaneiwitten
en lipiden, deze geven de dubbellaag functies en structuur.
De membraan is een constant bewegend iets, lipiden en eiwitten kunnen
lateraal bewegen en zelfs microdomeinen vormen. Deze microdomeinen
concentreren lipiden en/of eiwitten om specifieke functies uit te oefenen.
Chemische basis
H2O is een polair ongeladen
molecule. Dit betekent dat er geen
formele ladingen aanwezig zijn, maar
er is wel partiële lading.
De partieel negatieve zuurstof
atomen zullen met positief
geladen ionen binden
De partieel positieve waterstof
atomen zullen met negatief
geladen ionen binden.
Hoofdstuk 2: Fluid Mosaic Model en membraaneiwitten 2
organellen
Inleiding
Celgrootte
Inleiding
De aarde is ongeveer −4, 6 ∗ 109 jaar geleden ontstaan, 600 miljoen later
ontstond de eerste vorm van leven. De oercel. Voor de oercel waren er wel al
informatiedragers, in de vorm van RNA, en enzymes maar men spreekt op dit
moment nog niet van een levend organisme.
De oercel is het eerste levende
organisme, deze oercel is verder
geëvolueerd tot de drie
levensdomein: Bacteria, Eukarye en
Archaea. Bacteria komen
rechtstreeks voort van de oercel,
Eukarya en Archaea hebben een
gemeenschappelijk voorouder die
niet gerelateerd is met de Bacteria.
We weten dat deze levensdomeinen als gemeenschappelijk voorouder een
oercel hebben gehad omdat er gelijkenissen zijn, er zijn echter ook verschillen
in morfologie, structuur en functionaliteit die ze onderscheiden van elkaar.
Hoofdstuk 1: Cellen en organellen 1
, Er is maar één manier om zekerheid te onderscheiden van welk levensdomein
een organisme deel uit maakt, door te kijken naar de grootte van ribosomen,
het aantal eiwitten en RNAs.
Celgrootte
Een eukaryote cel is tussen de 10µm en 100µm groot. Hoewel er
uitzonderingen, zoals sommige zenuwcellen, op deze regel bestaan vallen de
meeste cellen binnen deze afmetingen. Dit is met goede rede. Wanneer een cel
groeit wordt het volume exponentieel sneller groot dan het oppervlak. Omdat
het oppervlak, via transportsystemen, de organellen in de cel voorziet van
nutriënten wordt het steeds moeilijker hoe groter de cel wordt. Een te kleine is
snel is onnodig onefficiënt.
Een cel is geen cirkel, door uitstulpingen zoals microvilli kan de cel zijn
oppervlakte vergoten en dus een groter volume van nutriënten voorzien. Dit
zien we bijvoorbeeld in darmepitheel.
Hoofdstuk 1: Cellen en organellen 2
, Hoofdstuk 2: Fluid Mosaic
Model en membraaneiwitten
Functies van membranen
Fluid Mosaic Model
Chemische basis
Opmaak van de lipidendubbellaag
Fluoresence Recovery After Photobleaching
Atomic Force Microscopie
Membraaneiwitten
Structuur van een transmembraaneiwit
Membraaneiwitten met een vetanker
Suikers in de membraan
Glycocalix
Glycoforine
Functies van membranen
De membranen van cellen en celorganellen dragen verschillende functies:
1. Permeabiliteits barrière: Membranen hebben afhankelijk van de opbouw
een bepaalde permeabiliteit, niet zomaar elk molecule kan erdoorheen
diffunderen. Een lipiden dubbellaag is niet doorlaatbaar voor hydrofiele of
grote moleculen. Het is wel doorlaatbaar voor apolaire stoffen. Dit omdat de
binnenkant van de dubbellaag hydrofoob is, het stoot polaire stoffen af.
a. Dit betekent niet dat polaire stoffen onmogelijk doorheen de
celmembraan kunnen geraken, er zijn eiwitten die dit transport
faciliteren.
2. Organiseren en lokaliseren van functies: Doordat celorganellen elk hun
eigen membraan hebben met een specifieke opmaak die verschilt in
eiwit/lipide ratio kunnen ze hun eigen specifieke functies uitoefenen. Zo is
het ER gespecialiseerd in de synthese van fosfolipiden en het Golgi
apparaat goed in het synthetiseren van sfingolipiden.
3. Transport: Grote, polairen hydrofiele moleculen worden afgestoten door het
hydrofobe karakter van de binnenkant van de lipidendubbellaag. Toch zijn
deze stoffen, zoals glucose, Na+, K+, …, nodig om te overleven. Transport
Hoofdstuk 2: Fluid Mosaic Model en membraaneiwitten 1
, van deze stoffen doorheen de celmembraan is mogelijk via transporters. Zo
kunnen deze stoffen passief, danwel actief, toch in- en uit de cel bewegen.
4. Signaaldetectie: De cel heeft ook eiwitten in de vorm van
membraanreceptoren die signaalmoleculen zoals hormonen kunnen binden.
Zo kunnen, ook niet naburige cellen, met elkaar communiceren. Het signaal
bindt aan de buitenzijde aan de membraanreceptor en intern wordt een
signaaltransductiecascade op gang gezet die een effect zal uitlokken in de
cel. Het resultaat is een cellulaire respons.
5. Cel-Cel interacties: Naburige cellen kunnen ook met elkaar communiceren
door verbinding tussen het cytoskelet te vormen. Cellen die goed
gecoördineerd samen moeten werken, zoals bijvoorbeeld de
hartspiercellen, maken hier gebruik van.
Fluid Mosaic Model
De lipidendubbellaag die een cel omgeeft bestaat uit amfipatische fosfolipiden.
De vorming van deze membraan gebeurt spontaan door hydrofobe interacties.
De hydrofobe barrière die gevormd wordt door de fosfolipide-staartjes houden
grote & polaire moleculen tegen. In de lipidendubbellaag zijn membraaneiwitten
en lipiden, deze geven de dubbellaag functies en structuur.
De membraan is een constant bewegend iets, lipiden en eiwitten kunnen
lateraal bewegen en zelfs microdomeinen vormen. Deze microdomeinen
concentreren lipiden en/of eiwitten om specifieke functies uit te oefenen.
Chemische basis
H2O is een polair ongeladen
molecule. Dit betekent dat er geen
formele ladingen aanwezig zijn, maar
er is wel partiële lading.
De partieel negatieve zuurstof
atomen zullen met positief
geladen ionen binden
De partieel positieve waterstof
atomen zullen met negatief
geladen ionen binden.
Hoofdstuk 2: Fluid Mosaic Model en membraaneiwitten 2
